弱电设备的雷电危害分析及保护

弱电设备的雷电危害分析及保护
摘要：电力系统弱电设备在运行的过程中，会受到各种因素的影响，导致运行
出现异常，雷击危害便是影响弱电设备正常运行的一种普遍的自然因素。

本文中，笔者分别从雷电对弱电设备造成的危害和弱电设备的防雷保护措施两方面展开探讨，了解到弱电设备雷害的相关内容，旨在为今后的实践操作提供一定的参考依据。

关键词：弱电设备；雷击；防雷保护措施
1弱电设备的雷电危害
众所周知，雷电会造成多种形式的危害，而且，由于雷电的形式不同，也将
会给不同类型的弱电设备造成危害，甚至是损毁，从而造成大量的资源浪费，因此，必须做好弱电设备的防雷保护工作，才能有效地减少雷电的影响。

一般情况下，雷击的危害主要分为感应雷、直接雷、球形雷等几种，其中感应雷主要是雷
电在雷云对地放电或雷云之间放电，如果附近有埋地电力线、传输信号线路、设
备之间的连接线等，将会产生电磁感应，并且这些电磁感应电流将会入侵设备，
不仅会造成设备之间的连接线损坏，甚至会破坏设备，这类问题多发生在雷击电
流较高的情况下。

另外，直接雷所带来的危害主要指的是雷电直接击在物体的身上，并因热效应、电效应、机械效应等因素而导致物体损坏，或是生命体的伤亡。

地铁行业在发展中，有很多的弱电设备都是直接暴漏在外的，或是外部存在一定
的保护，如果雷电直接击在弱电设备或是外部保护外壳上，很容易引起弱电设备
的雷击故障，甚至造成弱电设备的烧毁，不利于弱电设备的稳定运行，这也是当
前地铁行业发展中非常重视的问题。

2 弱电设备防雷保护
2.1弱电设备防雷保护原则
（1）设备所在的地方是否处于高雷击区而经常有雷击发生；
（2）设备本身的价值是否很高，值得保护；
（3）设备一旦发生损坏是否容易引起人员伤亡；
（4）设备本身的价值不高，那么一旦它遭雷电击坏后，是否引起较严重的间接经济损失；
（5）接地网的设计及连接情况；
（6）设备的外接线路是否加有屏蔽并且远离建筑物的接地金属体。

2.2弱电设备防雷保护措施
（1）外部防护
对弱电设备雷害进行外部防护时，采用最多的方法是在设备建筑物本体处安
装一些像屏蔽网、避雷针以及法拉第笼等防雷装置。

建筑物中存在一些金属部件，所以必要时可以充分发挥该部件作用，将其改造成一个法拉第笼，可以起到良好
效果。

但如果在遥控、小功率信号以及低电压逻辑系统中依旧采取此方法并不妥当，其防治力度远远不足。

针对这种情况，可以在建筑物中安装屏蔽网，首先应
该保证处于建筑物屋面中的网格结构要小于5m见方；其次要对网格结构进行等
电位连接工作，平衡各点电位，如此才能避免因电位差造成的设备损坏。

本质上看，法拉第笼和屏蔽网工作原理是相同的。

避雷针是一种常见的防雷装置，它不
仅安装方便，维修简单，而且防雷效果也是比较理想的，在不同的设备和建筑领
域中被广泛的应用开来。

当遭遇雷雨天气时，带电云层就会聚集在装有弱电设备
的建筑物上面，避雷针和建筑物顶部就会产生大量的感应电荷，根据尖端放电原
理，避雷针针头处聚焦的电荷最集中，也是最多的一处，这样一来，带电的云层与避雷针这两个带有电荷的部分，就构成了一个巨大的电容器的两级。

再加上避雷针自尖端针头较尖，进而缩短了其和云层之间的面积，这样的结果就是使得这个巨大的电容器所能容纳的电荷也随之很小。

（2）内部防护
传输信号、设备和装置运行时的电源是弱电设备进行雷电内部防护时两个主要保护对象。

就电源雷害来说是由于电流、电压超出了最大承受能力，使得雷电有机会通过线路损害到电源。

因此要想防止弱电设备的电源雷害发生，必须做好弱电设备的线路过电压保护工作。

内部防雷，包括监控系统防雷、计算机网络系统防雷以及PSTN专线系统防雷等。

一是监控系统的防雷。

系统的各种线路，在建筑物直击雷非保护区或直击雷防护区与第一防护区交接处应装设线路适配的浪涌保护器。

在中央控制室内，必须对所有设备的金属线槽、金属外壳以及保护接地等先进行等电位连接，然后再进行接地处理。

系统接地需要采用铜芯绝缘导体进行共用接地，应穿管敷设至就近的等电位端子排上。

二是计算机网络系统防雷。

进、出建筑物的传输线路上应设置浪涌保护区。

计算机设备的输入/输出端口处，应安装适配的计算机信号浪涌保护器，同时其接地端选用截面最少为115mm2的多股绝缘铜导线，然后再对其进行等电位连接。

三是PSTN专线系统防雷。

在建筑工程中，一些屋内操作设备需要的线路是从建筑物外引入，一旦遭遇雷电危害，最易对通信设备造成损坏，所以我们必须对其安装信号浪涌保护器。

浪涌保护器的接地端应与配线架接地端相连。

配线架的接地线应采用截面不小于16mm2的多股铜线，从配线架接至机房的局部等电位接地端子排上。

配线架及设备金属外壳应做好等电位连接。

（3）保护技术
在对弱电设备的保护的处理上，首先应该认识到，在建筑物周围及内部都存在着许多电磁干扰。

这些干扰因素可能会导致弱电设备出现故障，进行错误的运行等。

特别是在雷电天气，这类干扰受到雷电影响更加强烈。

对弱电设备的正常运行带来了严重的不良影响。

所以，要对弱电设备进行保护处理，首先应该让弱电设备与这些干扰因素进行全部或部分的隔离。

对此，可以采用金属网屏蔽保护的方法进行弱电设备的保护处理。

其中，金属网由镍铜合金丝编织而成，能对电磁干扰进行有效的隔离和屏蔽。

除此之外，还可以根据具体的实际情况进行弱电设备的保护处理，例如：①在建筑物修建时，应该尽量将弱电设备的机房设计到远离强功率的机房，同时设计人员还应该注意避免让弱电机房位于建筑物较高的地方。

②根据前文分析，雷电对弱电设备造成影响还有可能来自于周围设施的作用，所以针对这一点，可以采取避免各种接地之间构成回路的方法进行有效地解决。

③在进行建筑物的电路设计时，应该注意将受干扰的电路与干扰性强的电路进行隔离，避免造成不良影响。

3结语
总之，在弱电设备中雷电的危害的非常大的，虽然我国科学技术发展的速度比较快，但是仍然欠缺有效地防雷措施彻底根治雷电危害。

对弱电设备开展防雷工作是一个综合性很强的工作，目前为止弱电设备的雷电浪涌防护工作做的还不够好，因此也常常会造成一些设备的损坏。

所以在紧抓弱电设备外部防雷措施的同时内部的防雷措施也要加强。

在进行弱电设备的内部防雷措施时一定要注意将
绝大部分的雷电流直接引入地下，引入地下的同时要将其进行分流；其次就是要阻塞电源线或者数据信号线引入的过电压；最后则是要注意雷电浪涌的过压、过流值，将其维持在设备可承受的范围之内。

参考文献：
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